通過(guò)使用兩個(gè)壓力測(cè)量值和一些數(shù)學(xué)運(yùn)算，壓差可以計(jì)算液位，流量，界面甚至密度。過(guò)程工程師知道并信任壓差，因?yàn)樗强刂乒I(yè)過(guò)程的一種久經(jīng)考驗(yàn)的真實(shí)方法。它的多功能性和多樣化的輸出使其在各個(gè)行業(yè)中的價(jià)值都大大提高。
本文僅關(guān)注于如何使用差壓來(lái)計(jì)算加壓罐中的液位測(cè)量值。將討論壓差的優(yōu)點(diǎn)，局限性和常見的工業(yè)應(yīng)用。
壓差如何工作
傳統(tǒng)的壓差測(cè)量包括一個(gè)雙面隔膜，該隔膜在一側(cè)感測(cè)來(lái)自容器底部的壓力，而在另一側(cè)感測(cè)來(lái)自容器頂部的壓力。這些相反的壓力測(cè)量值在雙面隔膜的相反兩側(cè)推動(dòng)，結(jié)果測(cè)量值是兩者之間的壓力差或壓差。傳統(tǒng)的壓差涵蓋了廣泛的應(yīng)用范圍，能夠檢測(cè)僅幾毫巴的壓差。
傳統(tǒng)上，與容器的連接以兩種不同的方式進(jìn)行-脈沖管線或毛細(xì)管管線。脈沖線是硬線，使過(guò)程中的流體或氣體直接接觸測(cè)量設(shè)備中的膜片，并且這些線成為過(guò)程的一部分。毛細(xì)管通過(guò)使用法蘭和將金屬膜片安裝在容器上的方法將傳感器與過(guò)程分開。連接到這些外部隔膜的是充滿油的柔性，鎧裝涂層管線。遠(yuǎn)程密封件將智能壓力變送器從潛在的有害工藝參數(shù)（例如高溫或腐蝕性材料）中移除。
兩種布置都在測(cè)量壓力。儲(chǔ)罐或容器底部的壓力測(cè)量值是用來(lái)測(cè)量由流體及其上方的蒸汽空間產(chǎn)生的總壓力，而頂部的壓力測(cè)量值僅是考慮該揚(yáng)程或靜壓力。這種布置可以使靜壓從整體測(cè)量中消除，從而使流體產(chǎn)生的壓力得以保留，從而可以推斷出液位。
壓差的常見應(yīng)用
壓差用于測(cè)量加壓罐中液體和液化氣的液位。使用壓力罐的原因有很多，例如提供恒定的輸出量，消除泡沫，為腐蝕性材料提供屏障以及液化氣體以便于存儲(chǔ)。在所有這些情況下，壓差變送器都只會(huì)測(cè)量靜壓和總壓之間的差。計(jì)算產(chǎn)品水平需要一些數(shù)學(xué)運(yùn)算。
標(biāo)準(zhǔn)靜水壓力公式由三個(gè)變量組成：壓力，密度和高度。傳感器測(cè)量壓力，密度由客戶輸入為常數(shù)，高度為產(chǎn)品高度。為了使該公式起作用，密度是關(guān)鍵，必須保持相當(dāng)恒定。利用已知的密度和壓力值，壓力傳感器的電子設(shè)備可以根據(jù)壓差準(zhǔn)確而可靠地計(jì)算出液位。
壓差的局限性
壓差是一種行之有效的液位測(cè)量方法，但它確實(shí)有其缺點(diǎn)。對(duì)于初學(xué)者，安裝需要停止該過(guò)程并排空進(jìn)行測(cè)量的容器。這可能是一個(gè)昂貴或耗時(shí)的過(guò)程，尤其是在有多個(gè)容器需要這種類型的測(cè)量的情況下。此外，差壓測(cè)量中使用的脈沖線和毛細(xì)管線容易受到外界影響。如果這些管線在人流量大的地區(qū)，則有被壓壞的危險(xiǎn)，如果在氣候控制區(qū)域之外，管線會(huì)變熱或變冷，從而導(dǎo)致材料密度的變化和液位測(cè)量誤差。幸運(yùn)的是，有一個(gè)針對(duì)這些常見問(wèn)題的解決方法。
電子壓差
渴望更好，更高效地做事，導(dǎo)致了使用軟件和硬件的創(chuàng)新組合創(chuàng)建電子差壓。該系統(tǒng)使用兩個(gè)單好的壓力傳感器，直接通過(guò)細(xì)電纜連接到容器或罐上。這種設(shè)置不需要傳統(tǒng)的雙面換能器，也不需要脈沖或毛細(xì)管線，從而使安裝和維護(hù)變得更加容易。
電子差壓原理與單個(gè)傳感器相同，使用兩個(gè)不同的壓力輸出確定差壓。該方法只需要更多的數(shù)學(xué)就可以達(dá)到水平輸出。一個(gè)壓力變送器是主傳感器，可提供產(chǎn)品和蒸汽空間的整體測(cè)量值，而次級(jí)傳感器則可為主傳感器提供蒸汽空間的奇異壓力測(cè)量值。主變送器使用簡(jiǎn)單的計(jì)算將兩者相減，從等式中基本上消除了蒸汽空間，然后使用靜液壓公式進(jìn)行了一些數(shù)學(xué)運(yùn)算以提供電平輸出。
電子差壓消除了對(duì)脈沖管線或毛細(xì)管管線的需求，從而消除了對(duì)引起測(cè)量誤差的外部影響的敏感性。它還為更好的隔膜選擇提供了可能性，例如陶瓷，它具有耐磨性，更適合承受惡劣的環(huán)境。避免使用脈沖或毛細(xì)管線，并且使用比不銹鋼堅(jiān)硬十倍的測(cè)量單元可以延長(zhǎng)精確的液位測(cè)量，而幾乎不需要維護(hù)。
串聯(lián)工作的兩個(gè)好立壓力傳感器還允許采用新的處理方式，包括密度補(bǔ)償水平。此特定輸出使用兩次壓力測(cè)量來(lái)不斷地計(jì)算密度，然后使用非常新的密度來(lái)計(jì)算連續(xù)水平。當(dāng)過(guò)程中流體特性不斷變化時(shí)，密度補(bǔ)償液位非常適合測(cè)量液位。
電子壓差不能消除傳統(tǒng)壓差的需要或有用性。它僅擴(kuò)展了差壓測(cè)量值可以提供的值。每種方法都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且用戶必須決定他們要在過(guò)程中更好地理解的度量。
結(jié)論
壓差已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了，它是一項(xiàng)通用技術(shù)，它使用一次測(cè)量即可提供各種輸出，包括液位。這就是為什么它一直是加壓罐液位測(cè)量的可靠方法。精度和一致性只有使用更好的傳感器和電子設(shè)備（例如sanchang的scdif85）才能提高。測(cè)量的多功能性僅與傳感器相匹配，該傳感器具有可自定義的選項(xiàng)，包括多個(gè)外殼位置，使該傳感器可以到達(dá)以前的壓差傳感器的位置不適合。此外，電子差速器不僅可以完成所有這些任務(wù)，而且還為處理器提供了更多的測(cè)量選項(xiàng)。所有這些證明了壓差現(xiàn)在和將來(lái)都將繼續(xù)證明其自身的作用。